發(fā)光二極管點(diǎn)亮光明前程

      發(fā)光二極管的英文簡稱為LED，通常它由鎵與砷、磷的化合物制成。在接通電源后，其中的電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見光。人們發(fā)現(xiàn)，磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。與小白熾燈泡和氖燈相比，發(fā)光二極管的特點(diǎn)包括工作電壓很低;工作電流很小;抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長;通過調(diào)制電流強(qiáng)弱可以方便地調(diào)制發(fā)光的強(qiáng)弱?；谶@些特點(diǎn)，發(fā)光二極管在許多光電控制設(shè)備中用作光源，在電子設(shè)備中用作信號顯示器。

　　冷卻可提高發(fā)光二極管性能

　　在大力提倡節(jié)約能源的今天，發(fā)光二極管作為照明燈越來越受到人們的青睞，其市場在不斷擴(kuò)大。據(jù)介紹，上海世博園區(qū)內(nèi)使用了10.5億顆發(fā)光二極管燈泡，世博場館室內(nèi)照明光源中約有80%采用發(fā)光二極管作為照明光源，相較于普通白熾燈省電達(dá)90%左右。專家表示，2010年中國發(fā)光二極管銷售產(chǎn)值將突破1500億元人民幣，相當(dāng)于2008年的兩倍。

　　面對廣闊的市場需求，人們在努力提高發(fā)光二極管照明燈的性能。研究發(fā)現(xiàn)，雖然發(fā)光二極管工作電壓和電流很低，但是它仍然存在著發(fā)熱問題。發(fā)光二極管的溫度每降低10華氏度，其發(fā)光部件的壽命就能增加一倍，因此冷卻對提高發(fā)光二極管照明燈的性能十分重要。

　　新石墨泡沫冷卻材料閃亮登場

　　美國能源部橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)材料科學(xué)和技術(shù)部研究人員詹姆斯?克勒特發(fā)明了一項(xiàng)稱為石墨發(fā)泡的技術(shù)。利用該技術(shù)，人們能夠獲得石墨泡沫(graphite foam)材料。用石墨泡沫幫助冷卻發(fā)光二極管照明燈，可以更有效地控制其發(fā)熱，從而延長其壽命并降低價(jià)格。此舉有望擴(kuò)大發(fā)光二極管照明燈的用戶群。

　　克勒特說：“在(石墨發(fā)泡)技術(shù)降低發(fā)光二極管照明系統(tǒng)、穩(wěn)定并延長其壽命的同時(shí)，該技術(shù)能夠取代普通照明燈設(shè)備的更換和維護(hù)開支，每年為城市節(jié)約數(shù)百萬美元。”他希望石墨發(fā)泡技術(shù)能夠?yàn)轭櫩凸?jié)約開支。

　　與傳統(tǒng)的利用金屬銅和金屬鋁等散熱材料相比，新技術(shù)制成的石墨泡沫具有多種優(yōu)點(diǎn)，比如，石墨泡沫導(dǎo)熱性高、重量輕和加工容易。這些特點(diǎn)使得石墨泡沫材料擁有更好的設(shè)計(jì)適應(yīng)性，成為更輕、更廉價(jià)和更高效的發(fā)光二極管照明燈冷卻材料。

　　據(jù)悉，石墨泡沫具有的特殊石墨晶體結(jié)構(gòu)是形成其良好導(dǎo)熱性的關(guān)鍵。晶體結(jié)構(gòu)的“骨架”中充滿了氣穴，與石墨相比，石墨泡沫的密度只有石墨的25%，因此其重量較輕。石墨泡沫特有的紐帶網(wǎng)能夠快速地將熱源的熱量散發(fā)掉，因而它是一種理想的冷卻材料。

　　作為首推的節(jié)能照明用品，發(fā)光二極管照明燈因其耗能低、緊湊和平均壽命長的特點(diǎn)得到了越來越多的利用，其在街道照明和停車場照明等方面的應(yīng)用需求也在不斷提高。

　　LED北美公司專門為在城市、商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供發(fā)光二極管照明燈產(chǎn)品。為不斷提高發(fā)光二極管照明燈的性能，確保自己在與對手長期的競爭中處于有利地位，日前公司與橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室簽訂了石墨發(fā)泡技術(shù)合作協(xié)議，獲得了該技術(shù)的使用權(quán)。公司準(zhǔn)備用該技術(shù)生產(chǎn)石墨泡沫，并用石墨泡沫以被動式冷卻方式幫助發(fā)光二極管照明燈部件散熱。

　　LED北美公司設(shè)立在橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室名為“技術(shù)2020”的實(shí)驗(yàn)孵化基地內(nèi)，公司和實(shí)驗(yàn)室建立起了良好的關(guān)系。公司創(chuàng)始人之一安德魯?威廉表示，與橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室為鄰，公司與實(shí)驗(yàn)室的研究人員可以更方便地密切合作，以完善石墨泡沫材料與發(fā)光二極管照明燈。